长悬臂类空心铝型材挤压过程数值模拟及模具结构优化

以典型的长悬臂类空心铝型材为例,采用CAE软件模拟其挤压过程。分析挤压稳定阶段下的分流孔入口、出口和型材出口截面金属流速分布差异,对分流孔、焊合室设计和模孔工作带高度分布进行改进,最终使型材出口截面金属流速差从101.57 mm·s-1大幅度降至14.50 mm·s-1,有效消除了初始方案中模具结构设计的不合理部分,有利于获得高精度的型材外观尺寸,为下一步优化工艺参数创造良好条件。通过分析挤出型材料头的变形情况发现数值模拟结果与生产试模结果大体吻合,从而证明了分析CAE软件仿真结果提出的2次优化方案可为该类铝型材挤压模具结构设计提供参考。     

散热器铝型材挤压的数值模拟

采用基于A-L-E算法的HyperXtrude软件,建立有限元分析模型,对散热器铝合金型材挤压过程进行了稳态流动仿真,获得了型材的位移分布和速度分布图,模拟结果与生产实际吻合较好;针对试模出现的问题,对出口速度分布和应力分布进行分析,提出在下模增加阻流台和修改工作带方案,有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题;最后针对装配后型材平面度达不到要求这一缺陷,对模具工作带进行调整优化,用优化后的模其生产的型材可以装配使用.     

铝合金空心型材挤压截面内凹变形有限元分析及模具结构优化设计

截面变形是复杂空心型材挤压过程中经常遇到的难题,实际生产中需通过反复试模、修模才能得到合格的产品。针对6063铝合金空心型材截面内凹问题,采用数值模拟方法获得了挤压过程中不同方向上的金属流速及模具焊合室内不同高度的压力分布,分析与讨论了产生缺陷的原因,并优化了模具结构。模拟仿真结果表明,添加阻流块后挤压过程中型材不同位置和不同方向上的流动速度更加均匀,挤出型材向内凹的现象得到改善。实测结果显示,采用改进后的模具结构,挤压型材最大内凹量减小为0.15 mm,可以满足实际应用要求。     

基于HyperXtrude的轨道交通铝型材挤压模具仿真模拟

以轨道车辆用某一扁宽、薄壁、空心、弧形大型铝合金型材为研究对象,根据该型材特点制定模具设计方案,采用基于ALE算法的Hyper Xtrude挤压模拟分析软件对模具挤压过程进行模拟,将数值模拟结果与实际挤压结果进行对比,发现数值模拟结果与生产试模结果吻合。得出的数值模拟结果可以为大型复杂截面铝型材挤压模具结构设计和优化提供指导。     

复杂多腔铝型材挤压过程数值模拟与模具设计优化的实践应用

针对某复杂多腔铝型材,基于塑性成型理论设计挤压工艺与模具结构,并利用数值模拟技术分析验证方案的可行性。根据模拟结果,优化设计模具桥位、分流孔,合理设置阻流块以平衡挤出型材截面各部分的速度均匀性,经过多次改进,型材截面上的速度差值由76.4 mm/s降至30.8 mm/s,降低了59.7%。实践应用结果表明:数值模拟与试模试验相符,根据改进方案优化模具结构可以缩短模具设计和制造周期,减少试模次数,降低新产品开发成本,提高铝型材生产的经济效益。     

基于有限元法的空心铝型材挤压过程瞬态分析

采用有限元软件,对一非对称截面列车上侧梁型材挤压分流、焊合直至稳态挤出的整个非稳态过程进行了数值模拟。着重研究了挤压成形过程中变形体的速度、温度、应变速率等物理场量的分布与变化情况,以及模具应力分布情况。针对模拟过程中出现的挤出物前端存在严重变形的问题,对模具的二级焊合室尺寸、阻流块高度以及工作带尺寸作出优化。模具结构优化后模孔出口截面速度均匀性得到明显改善,其速度差从22 mm·s-1减小到7 mm·s-1。通过分析等效应变速率与温度分布的关系,发现坯料温度升高所需的热量主要来源于坯料变形产生的塑性变形能。通过模具应力分析得知模具在各挤压阶段的应力分布情况。     

轨道车辆用超宽幅薄壁铝型材挤压过程数值模拟及模具优化

以轨道车辆用某扁宽、薄壁、弧形的大型铝合金型材为研究对象,基于HyperXtrude专业铝型材挤压成型有限元分析平台,采用拉格朗日-欧拉(ALE)算法,对其稳态挤压成型过程进行数值模拟。结果表明,采用初始模具挤压时,型材出口处的金属流速不均匀。通过增设阻流坎和扩大供料容积,多次优化模具结构后,型材出口处金属流速均匀。数值模拟结果与生产试模结果吻合,数值模拟结果可以为大型复杂截面铝型材挤压模具结构设计和优化提供指导。     

薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟及模具结构改进

以某薄壁空心铝型材为研究对象,基于塑性成型理论设计挤压工艺和模具结构,并建立有限元模型。根据模拟结果,在焊合室中设置阻流块并调整其结构尺寸可以平衡挤出型材的流动速度分布。经过多次改进,型材截面上的速度均方差(SDV)值由12.6 mm/s降低至1.5 mm/s,降低88.1%。数值模拟与试模试验吻合,根据改进方案优化模具结构,缩短模具设计、制造周期,减少试模次数,大幅度降低新产品开发成本。     

铝合金型材挤压模优化设计

通过对铝合金型材挤压模具造型,并采用软件Hyper Xtrude对其挤压成形过程进行了模拟。通过对型材截面形状特征与对原模具的模拟结果的分析,以模拟的挤压参数的精确预测为依据,结合设计经验,对模具进行了优化设计。同时,为了获得更好的型材质量与更高的生产效率,探究多级模具焊合室对型材质量的影响。通过对各方案的模拟,最终得出挤压速度更均匀、型材质量更好、更适合于生产的模具。     

新能源汽车电池架空心铝型材挤压模设计

针对新能源汽车电池架空心铝型材,设计分流挤压模,结合有限元模拟技术获得铝型材挤压过程中铝合金的流动速度分布情况。分析模拟得到的数据,针对铝合金挤出速度的不均匀性,对模具的芯模结构提出改进方案,改进后的模拟结果显示型材出口处金属流速均匀,试模试验与有限元模拟结果相符,为相关型材的模具结构设计和改进提供了指导。     

铝型材挤压模工作带优化

基于MATLAB平台，将BP神经网络、遗传算法和数值模拟技术应用于铝型材挤压模具参数优化设计。采用三层BP神经网络建立型材挤压模具的数学模型，由正交实验法安排模拟实验组合，采用有限元软件进行挤压过程的数值模拟，并以具有不同工作带尺寸的挤压模具中金属流出模口平面上的Z向质点流速均方差作为模型目标值，将模拟结果作为神经网络的输人样本对训练网络并建立网络知识源，通过遗传算法求得模型的全局优化解；最后通过有限元数值模拟技术验证并比较优化所得工作带与经验法确定的工作带对金属流动均匀性的影响。数值模拟结果表明，本研究对挤压模具工作带的优化是有效的。     

支撑轴精密成形工艺及模具设计

通过对45号钢支撑轴的工艺性分析,提出热挤压成形方案,基于Deform-3D软件对热挤压成形过程进行有限元仿真,分析行程载荷曲线、金属流动和温度场,并对工艺进行优化、预测模具设计中可能出现的问题。在此基础上,设计了一套支撑轴热挤压成形模具,有效缩短了模具设计周期,为该类零件的成形工艺及模具设计提供了一定的参考。     

型材挤压模工作带长度设计计算的数学建模

本文采用有限元方法 ,以型材挤压过程的有限元模拟为基础 ,研究了局部挤压比、挤压带面积和模孔距离对金属流动速度的影响 ,获得了型材挤压过程的变形流动规律。并综合主要模具结构参数对金属流动速度的影响 ,建立了铝型材挤压模模孔工作带设计计算的数学模型。选择实际型材零件按本文推导的公式设计了工作带长度 ,并与实验进行了验证 ,结果表明挤压效果良好。该公式可用于铝型材挤压模工作带长度设计计算     

阶梯形壳体零件挤压工艺优化

多阶梯形壳体零件是多种复杂形状的组合,由于结构上的特点,使得其成形过程涉及的工艺参数多、材料流动趋向复杂.以铌质多阶梯管状零件为例,采用美国大型有限元软件Msc.Marc结合正交实验方法对多阶梯管状零件的挤压成形过程进行了有限元数值模拟,分析了采用不同形状坯料对模具受力的影响及常规设计方法中出现的问题,提出优化的过渡模具型面并用数值实验验证,计算结果表明采用优化的参数,零件可以很好的成形,从而得到该零件合适的挤压成形工艺和优化的工艺参数.在数值计算中,引入正交试验的设计方法,显著提高了有限元模拟的效率,大大缩短了产品的设计开发周期.     

Mathematical model of determination of die bearing length in design of aluminum profile extrusion die

Based on the finite element simulation of profile extrusion process, the effect of local extrusion ratio, die bearing area and the distance between extrusion cylindrical center and local die orfice center on mental flow velocity was investigated. The laws of deformed metal flow on profile extrusion process were obtained. The smaller the local extrusion ratio, the faster the metal flow velocity； the smaller the area of die bearing, the faster the metal flow velocity； the smaller the distance of position of local die orifice(the closer the distance of position of local die orifice from extrusion cylindrical axis), the faster the metal flow velocity. The effect of main parameters of die structure on metal flow velocity was integrated and the mathematical model of determination of die bearing length in design of aluminum profile extrusion die was proposed. The calculated results with proposed model were well compared withthe experimental results. The proposed model can be applied to determine die bearing length in design of aluminum profile extrusion die.     

CPU散热片挤压过程的数值模拟及模具优化

采用刚粘塑性有限元法,利用Deform-3D有限元软件实现了铝合金CPU散热片导流模挤压过程的数值模拟。获得了挤压过程中材料的流动规律、挤压力、模具应力以及模具出口处流速的分布。通过数值模拟发现,型材出口流速很不均匀,远离型材中心的散热片齿部流速过慢。通过对导流模结构的调节,使得型材出口流速基本均匀,模具应力降低,提高了模具的使用寿命。模拟结果为导流模优化设计提供了依据。